# MKL1888:Regulātor

Meyers Konversations-Lexikon 4. Auflage :
| Seite mit dem Stichwort „Regulātor“ in Meyers Konversations-Lexikon Band 13 (1889), Seite 667–669 ||
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| Empfohlene ZitierweiseRegulātor. In: Meyers Konversations-Lexikon. 4. Auflage. Bibliographisches Institut, Leipzig 1885–1890, Band 13, Seite 667–669. Digitale Ausgabe in Wikisource, URL: https://de.wikisource.org/wiki/MKL1888:Regul%C4%81tor (Version vom 20.12.2023) ||
[667] Regulātor (lat., „Regler, Ordner“), eine Sammelbezeichnung für technische Vorrichtungen sehr verschiedener Art, welche dazu dienen, die im Gang der Maschinen infolge der Veränderlichkeit des Verhältnisses zwischen der treibenden Kraft und dem zu überwindenden Widerstand eintretende Unregelmäßigkeiten womöglich selbstthätig auszugleichen. Letzteres kann durch Abänderung der Kraft oder des Widerstandes bewirkt werden, wonach sich eine Einteilung der Regulatoren in zwei Hauptgruppen ergibt. Die Regulatoren, welche auf dem Prinzip der Widerstandsänderung beruhen, können entweder durch Abänderung der schädlichen Reibungswiderstände oder der nützlichen Arbeitswiderstände wirken. Zu den Regulatoren ersterer Wirkungsart gehören die Bremsen einschließlich der Wasser- und Luftbremsen (s. Bremse) und die Windflügel (Windfänge), wie sie bei den Schlagwerken der Uhren und bei Spieluhren zur Erzielung eines gleichmäßigen Ganges gebräuchlich sind. Es sind das in diese Uhrwerke eingeschaltete, mit zwei Flügeln versehene Wellen, welche durch den Widerstand der Luft an einer zu schnellen Umdrehung verhindert werden. Solche Regulatoren bedingen natürlich einen Verlust an mechanischer Arbeit, weshalb ihre Anwendung nur in solchen Fällen statthaft ist, wo die verlorne Arbeit doch nicht wohl nützlich verwendet werden könnte (wie z. B. bei Winden und Kränen zum Niederlassen von Lasten, bei Windmühlen zum Bremsen der Flügelwelle entsprechend der Windstärke), oder wo auf keine andre Art eine Regulierung zu erzielen ist. Durch nützliche Widerstände bewirkt man die Regulierung in der Weise, daß man die momentan in Überschuß auftretende Triebkraft einer Maschine dazu verwendet, eine gewisse mechanische Arbeit in einem als R. fungierenden Organ aufzuspeichern und erst dann zur Wirkung kommen zu lassen, sobald die Triebkraft unter den Betrag des durchschnittlichen Widerstandes herabsinkt. Hierher gehören zunächst die Gegengewichte (Kontergewichte), welche von dem Kraftüberschuß auf [668] eine bestimmte Höhe gehoben werden, um durch Abgabe der hierdurch gewonnenen Arbeit beim darauf folgenden Herabsinken die bewegende Kraft zu unterstützen. Gegengewichte kommen häufig bei Wasserhaltungsmaschinen, Zugbrücken etc. vor. Als eine besondere Art der Gegengewichte sind die Akkumulatoren (s. d.) aufzufassen, wie sie bei intermittierend arbeitenden Maschinen zur Verwendung kommen. Ebenso sind hierher die sogen. Windregulatoren zu rechnen, welche bei Gebläsen einen gleichmäßigen Luftstrom (Windstrom) hervorbringen sollen. Man kann behufs Regulierung einer Maschine einen momentanen Kraftüberschuß auch noch dazu verwenden, die Geschwindigkeit eines in der Maschine angebrachten Gewichts derart zu vergrößern (Massenbeschleunigung), daß die hierdurch in dem Gewicht aufgespeicherte lebendige Kraft (im gewöhnlichen Leben als Schwung bezeichnet) bei einem darauf folgenden Widerstandsüberschuß der bewegenden Kraft zu Hilfe kommt. Um die hierdurch bedingten Geschwindigkeitsänderungen in möglichst niedrigen Grenzen zu halten, sind die durch ihre Trägheit wirkenden Gewichte (Schwungmassen) entsprechend schwer zu
* Fig. 1. Regulator mit direkter Übertragung.
machen. Solche Schwungmassen kommen meist in der Form von Schwungrädern (s. Schwungrad) vor, besonders bei Dampf-, Heißluft-, Gas-, Petroleummotoren und bei Arbeitsmaschinen mit sehr veränderlichem Arbeitswiderstand (Walzwerke, Scheren, Lochmaschinen, Prägwerke, Steinbrecher etc.). Zu den durch Trägheit wirksamen Regulatoren kann man auch die den Gang der Uhren und Chronometer regulierenden Pendel und Unruhen rechnen.
Die Regulatoren der zweiten Hauptgruppe (Regulatoren im engern Sinn) haben den Zweck, einen möglichst regelmäßigen Gang der Maschinen dadurch hervorbringen, daß sie den Zufluß der Betriebskraft (Wasser, Dampf, Gas, heiße Luft) zur Kraftmaschine den wechselnden Arbeitswiderständen entsprechend ändern. Die wichtigsten und gebräuchlichsten von ihnen sind die Zentrifugalregulatoren (Zentrifugalpendel, Schwungkugelregulatoren), welche auf dem Prinzip beruhen, daß die Gewichtshebel as (Fig. 1 u. 2), welche mit der von der Kraftmaschine aus in Umdrehung versetzten Welle w gelenkig verbunden sind, bei ihrer Rotation um w sich infolge der dabei auftretenden Zentrifugalkraft von der Welle w um so mehr abheben, je größer die Winkelgeschwindigkeit wird. Diese Hebel sind mittels Stangen v auch mit der Hülse h gelenkig verbunden, so daß auch diese bei langsamen Gang der Maschine eine tiefere, bei schnellerm eine höhere Stellung einnimmt. Die Bewegung dieser Hülse wird nun direkt oder indirekt auf die Admissionsvorrichtung der Kraftmaschine (Drosselklappe, Schütze etc.) übertragen. Fig. 1 zeigt einen Wattschen R. mit direkter Übertragung auf die Drosselklappe einer Dampfmaschine. Die in dem Dampfzuleitungsrohr R angebrachte Klappe d wird von der Hülse h durch Vermittelung des Hebels b um so mehr der zur Rohrachse senkrechten Lage genähert, läßt also um so weniger Dampf zur Maschine treten, je schneller diese läuft, und umgekehrt. Zweckmäßiger ist es bei Dampfmaschinen, den R. nicht auf die Drosselklappe, sondern auf die Expansionsvorrichtung wirken zu lassen, wie z. B. bei Artikel „Dampfmaschine“, S. 463 f., angegeben ist. Eine direkte Übertragung der Bewegung der Regulatorhülse ist nur zweckmäßig, wenn die Admissionsvorrichtung leicht beweglich ist, was bei Wasserrädern nicht der Fall zu sein pflegt. Fig. 2
* Fig. 2. Regulator mit indirekter Übertragung.
zeigt eine bei diesen gebräuchliche indirekte Übertragung auf eine Schütze, dadurch charakterisiert, daß die Schütze z nur dann mittels des in ihre Verzahnung eingreifenden Triebes t, des Schneckenrades r und der Schnecke q von der Welle p auf- oder niederbewegt wird, wenn eins der an der Regulatorhülse h befestigten konischen Räder k oder k′ je nach der Stellung von h in das Rad o der Welle p eingreift, während bei mittlerer Regulatorstellung, also bei normalem Gang des Wasserrades, Rad o frei zwischen k und k′ steht, mithin eine Bewegungsübertragung auf die Schütze nicht stattfinden kann. Es leuchtet ein, daß diese Wattschen Regulatoren weder bei direkter noch bei indirekter Übertragung eine vollständige Regulierung herbeiführen können, da ihrer Bethätigung immer erst eine Abweichung von dem normalen Gang vorausgegangen sein muß. – Der Wattsche R. ist statisch, d. h. er hat für jede Geschwindigkeit der Maschine eine besondere Stellung der Schwungkugeln s, was ihn zur Regulierung mittels direkter Übertragung (besonders bei Dampfmaschinen) ungeeignet macht. Aber auch die astatischen Regulatoren, welche bei der normalen Geschwindigkeit jede Stellung einnehmen können und bei einer nur wenig geringern sogleich in die höchste, bei einer höhern Geschwindigkeit sogleich in die tiefste Stellung [669] gehen, haben sich nicht bewährt. Man verwendet jetzt vorzugsweise solche Zentrifugalregulatoren, welche gewissermaßen in der Mitte zwischen den statischen und astatischen stehen und angenähert astatische oder pseudoastatische genannt werden. Hierher gehören unter andern der Kleysche, der Pröllsche, der Bußsche und der sogen. Cosinusregulator. Von geringerer Bedeutung sind die hydraulischen und pneumatischen Regulatoren. Erstere bestehen in einer von der Maschine aus angetriebenen Pumpe, deren Hubwasser ein mit Bodenöffnung versehenes Reservoir bei normaler Geschwindigkeit der Maschine bis zu einer gewissen Höhe anfüllt, dagegen bei zu schnellem oder zu langsamem Gang der Maschine entsprechend steigt oder sinkt, wobei ein Schwimmer die Niveauschwankungen auf die Stellvorrichtung überträgt. Der pneumatische R. ist im wesentlichen ein doppelt wirkender Blasebalg, welcher in der Weise wirkt, daß er durch mehr oder weniger eingepumpte Luft eine Platte hebt oder senkt, mit welcher die Admissionsvorrichtung der Maschine in geeigneter Weise verbunden ist.
Mit dem Namen R. werden in der Technik noch einige besondere Vorrichtungen bezeichnet. Bei Lokomotiven heißt R. der Schieber, welcher das Dampfzuströmungsrohr mehr oder weniger öffnet und mittels des am Führerstand angebrachten Regulatorhebels bewegt wird. – In der Papierfabrikation bezeichnet man mit R. denjenigen Apparat, welcher den Stoffzufluß zur Papiermaschine derart reguliert, daß das fabrizierte Papier gleichmäßige Dicke erhält. Diese Regulatoren bestehen aus einer Pumpe, einem Schöpfrad etc. – In der Webertechnik nennt man R. die Vorrichtung, mittels welcher das Zeug in demselben Maß, als es fertig gewebt ist, auf den Zeugbaum abgewickelt wird. – Regulatoren heißen ferner Apparate, welche die Temperatur in einem geschlossenen Raum auf gleicher Höhe erhalten sollen, und andre Apparate, welche den Gaszufluß in Gasleitungen regeln sollen. – Über einen R. für Speisepumpen s. Dampfkesselspeiseapparate. Die Bezeichnung „Regulatoren“ für eine gewisse Art von Uhren ist eine ganz willkürliche. Vgl. Weisbach-Herrmann, Ingenieur und Maschinenmechanik, Teil 3, Abt. 1 (2. Aufl., Braunschw. 1876); Grashof, Theoretische Maschinenlehre, Bd. 2 (Leipz. 1881); Laskus u. Lang, Schwungräder und Regulatoren (2. Aufl., das. 1884); Wüst, Theorie der Zentrifugalregulatoren (Stuttg. 1871); Radinger, Die Regulatoren (Bericht über die Pariser Weltausstellung 1867).
Jahres-Supplement 1890–1891 :
| Band 18 (1891), Seite 764–766 ||
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[764] Regulator. Zur Regulierung der Dampfmaschinen und ähnlicher Kraftmaschinen mittels direkter Übertragung haben sich allein die sogen. pseudoastatischen Regulatoren als geeignet erwiesen, welche einen gewissen geringen Grad von Ungleichförmigkeit haben. Diese wirken in folgender Weise: Ist eine Dampfmaschine in normaler Weise belastet, d. h. treibt sie eine gewisse Anzahl Arbeitsmaschinen, deren Arbeitswiderstand der mittlern Leistung der Kraftmaschine entspricht, so hat die Maschine eine bestimmte mittlere Geschwindigkeit, welcher entsprechend die Regulatorkugeln eine mittlere Stellung einnehmen. Wird nun eine der Arbeitsmaschinen ausgerückt, so wird der Arbeitswiderstand geringer, was zur Folge hat, daß die Dampfmaschine zur Herstellung eines neuen Beharrungszustandes anfängt, schneller zu laufen. Wäre ein R. nicht vorhanden, so würde der Beharrungszustand erst wieder eintreten, wenn die Geschwindigkeit der Kraftmaschine und zugleich der von ihr betriebenen Arbeitsmaschinen eine bedeutende Steigerung erfahren hat, durch welche einerseits, da die Druckverhältnisse in der Dampfmaschine bestehen bleiben, sowohl eine unerwünschte Erhöhung der Maschinenleistung herbeigeführt und anderseits die Qualität der von den Arbeitsmaschinen gelieferten Produkte in schädlicher Weise verändert werden würde. Die Aufgabe des pseudoastatischen Regulators ist es nun, schon bei ganz geringer Geschwindigkeitsvermehrung die Schwungkugeln in solchem Maße steigen zu lassen, daß dadurch entweder durch Drosselung oder durch Veränderung des Expansionsgrades die Druckverhältnisse in der Dampfmaschine genügend geändert werden, um die Leistung derselben dem verringerten Arbeitswiderstand anzupassen. Die Maschine läuft dann bei erhobenen Schwungkugeln dauernd etwas schneller als bei normalem Gange. Bei einer Vermehrung des Arbeitswiderstandes muß natürlich das Umgekehrte stattfinden, d. h. die Schwungkugeln müssen sich senken und dabei eine Erhöhung des mittlern Dampfdruckes herbeiführen, die Geschwindigkeit der Maschine ist, solange der größere Arbeitswiderstand bestehen bleibt, ein wenig geringer. Die Geschwindigkeit wächst also mit abnehmender Leistung und nimmt ab mit gesteigerter Leistung. Man kann nun aber die Geschwindigkeit in jedem Falle wieder auf das normale Maß dadurch zurückbringen, daß man das Belastungsgewicht des Regulators in entsprechender Weise verändert, und zwar bei erhöhter Geschwindigkeit verringert, bei verminderter Geschwindigkeit vergrößert. Der R. rotiert dann bei erhobenen oder gesenkten Schwungkugeln mit derselben Anzahl von Umdrehungen wie in normaler mittlerer Stellung. Man kann also beim steigenden R. durch Entlastung, beim sinkenden durch Belastung die normale Umlaufszahl des Regulators und somit der Dampfmaschine und der davon betriebenen Arbeitsmaschinen wiederherstellen. Diese Ent-, bez. Belastung darf aber nicht gleichzeitig mit der Auf-, bez. Abwärtsbewegung des Regulators stattfinden, weil dann der R. den für den Moment der Regulierung erforderlichen Ungleichförmigkeitsgrad verlieren, d. h. vollkommen astatisch werden würde, die Gewichtsveränderung darf vielmehr erst stattfinden, wenn eine Veränderung der Regulatorstellung schon eingetreten ist. Von F. Knüttel und der Berliner Aktiengesellschaft für Eisengießerei [765] und Maschinenfabrikation in Charlottenburg ist eine Vorrichtung in Vorschlag gebracht, welche eine der Regulatorstellung entsprechende Belastungsänderung selbstthätig herbeiführen soll. Fig. 1 zeigt einen mit dieser Vorrichtung versehenen R. W ist die Regulatorwelle, mit welcher die die Schwungkugeln S tragenden Stangen F gelenkig verbunden sind. Der Ausschlag der Stangen F wird mittels der beiderseits mit Gelenken versehenen Stangen E auf die Hülse H übertragen, welche durch das Gewicht G beschwert ist. Von der Hülse H wird der bei D drehbare Hebel J bewegt, von dem aus die weitere Übertragung des Regulatorausschlags auf die Steuerung der Maschine stattfindet. An diesem Hebel nun, der über den Drehpunkt D hinaus verlängert ist, sind zwei durch ein Rohr miteinander kommunizierende Gefäße K und L angebracht, welche mit einer schweren Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, bis zu halber Höhe angefüllt sind. Bei normaler Stellung des Regulators
* Fig. 1. Knüttels Regulator.
steht der Hebel J wagerecht, und die Flüssigkeitsmenge in beiden Gefäßen ist gleich groß. Das Gewicht Q der in K enthaltenen Flüssigkeitsmenge wirkt in derselben Richtung wie das Belastungsgewicht G mit einer Kraft, die der Entfernung b des Gefäßes K vom Drehpunkt D direkt und der Entfernung a des Drehpunktes D von der Regulatorwelle W indirekt proportional ist. Das Gewicht Q der in L enthaltenen Flüssigkeit wirkt in entgegengesetzter Richtung mit einer Kraft, die dem Abstand c direkt und dem Abstand a indirekt proportional ist. Das gesamte, auf die Hülse H wirkende Gewicht ist somit $\mathrm {G+{\frac {Qb}{a}}-{\frac {Qc}{a}}=G+Q{\frac {b-c}{a}}}$. Wird der Arbeitswiderstand der Maschine verringert, so beginnt sie etwas schneller zu laufen, bis die Regulatorkugeln sich genügend erhoben haben, um den Dampfzutritt in entsprechender Weise zu verringern. Hierbei ist der Hebel J derart verstellt, daß sich das Gefäß K erhoben, L dagegen gesenkt hat. Die Flüssigkeit hat daher das Bestreben bekommen, von K aus dem Gefäß L zuzufließen, bis die Flüssigkeitsspiegel in beiden Gefäßen wieder in einer horizontalen Ebene liegen. Der Zufluß findet aber durch den nur wenig geöffneten Hahn M so langsam statt, daß eine merkliche Gewichtsverschiebung erst dann eintritt, wenn die Maschine ihre höhere Geschwindigkeit schon erreicht hat. Nunmehr behält der R. seine Stellung bei, während die Geschwindigkeit der Maschine entsprechend der durch die überfließende Flüssigkeit verringernden Regulatorbelastung abnimmt, bis sie nach dem Ausgleich der Flüssigkeit das normale Maß erreicht hat. Ist hierbei das aus K ausgetretene Quantum $\mathrm {=q}$, so ist ebensoviel nach L übergegangen und die Belastung des Regulators gleich $\mathrm {G+(Q-q){\frac {b}{a}}-(Q+q){\frac {c}{a}}=G+Q{\frac {b-c}{a}}-q{\frac {b+c}{a}}}$, also um $\mathrm {q{\frac {b+c}{a}}}$ geringer als bei normalem Arbeitswiderstand. Wächst der Arbeitswiderstand, so sinkt K, und L steigt, so daß eine entsprechende Vergrößerung
* Fig. 2. Pendel­regulator.
der Regulatorbelastung eintritt. Durch Veränderung der Abstände a, b und c sowie des Querschnitts der Gefäße K und L kann die Vorrichtung den Verhältnissen eines jeden Regulators angepaßt werden.
Nach dem Patent von G. Schmitz-Dumont in Dresden geschieht die Bewegungsübertragung von der Maschine aus den Schwungkugelregulator, dessen Kugeln sich in einer astatischen Kurve bewegen, durch eine Schraube und eine Mutter, von welchen die eine mit der Regulatorspindel, die andre mit der Regulatorhülse verbunden ist. Indem die Mutter entweder unter dem Drucke der Schwerkraft an der Schraube herab zu laufen trachtet oder unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft sich an der Schraube hinaufzuschrauben sucht, wird erreicht, daß der R. in allen Stellungen nur für eine und dieselbe, der astatischen Kurve entsprechende Winkelgeschwindigkeit in Ruhe ist, eine Änderung der Stellung der Kugeln nicht sprungweise, sondern nur durch ein Herauf- und Herunterschrauben der Mutter geschehen kann und die Schwungkugeln mit der Mutter obige bestimmte Winkelgeschwindigkeit beibehalten, solange sie nicht durch die Enden der Schrauben aufgehalten werden. Bei einer Verlangsamung des Maschinenganges ersetzt die Schwerkraft durch Abwärtsbewegung der Mutter den Betrag, den die Schwungkugeln von lebendiger Kraft verloren haben. Bei einer Beschleunigung des Maschinenganges bringt die zu viel erzeugte Zentrifugalkraft der Kugeln durch Aufwärtsbewegung der Mutter die Winkelgeschwindigkeit wieder auf die vorschriftsmäßige Größe zurück. Indem diese Wirkungen zugleich vor sich gehen, kommen die Geschwindigkeitsänderungen der Maschine nur durch ein Auf- und Abwärtsgehen der Kugeln mit der Mutter oder Hülse zum Ausdruck, während deren Winkelgeschwindigkeit konstant bleibt.
H. Reisert in Köln benutzt statt der an Hebeln rotierenden Schwungkugeln (Zentrifugalpendel) ein gewöhnliches schwingendes Pendel zum Regulieren. In Fig. 2 ist ein mit diesem Pendelregulator ausgestatteter, [766] sogen. Expansionsapparat dargestellt, wie er bei gewöhnlichen Schiebersteuerungen mit einem Schieber in die Dampfzuleitung eingeschaltet wird. Derselbe besteht in einem Kolbenschieber, durch dessen rechtzeitigen Verschluß die Expansion des Dampfes im Cylinder herbeigeführt wird. Auf dem Gehäuse des Kolbenschiebers V befindet sich, mit dem Deckel desselben fest verbunden, der Ständer S mit einem Lager für die den Schieber V in Bewegung setzende Welle A, welche von der Schieberstange der Dampfmaschine oder einem andern Teil derselben aus eine oszillierende Bewegung erhält. Diese Bewegung wird durch den auf der Welle A aufgekeilten Balancier M, bez. zwei an den Enden des Balanciers M drehbar gelagerte Sperrklinken kk, welche sich unter dem Einfluß einer Feder f gegen das Querhaupt H der durch (in der Figur fortgelassene) Federn abwärts gedrückten Ventilstange C anlegen, abwechselnd übertragen, indem jedesmal die an der aufwärts gehenden Seite des Balanciers befindliche Sperrklinke gegen eine entsprechende Nase des Querhaupts H faßt und dieses mit dem Schieber V, diesen öffnend, anhebt, so daß Dampf eintreten kann. Am obern Ende des Ständers S ist ein frei schwingendes Pendel in B aufgehängt, welches zur Regulierung seiner Schwingungsdauer zwei Gewichte GG1 trägt. Mit seiner Achse ist ein kurzer Balancier verbunden, an welchem um Zapfen zz zwei zur Auslösung der Klinken kk dienende Schienen ss drehbar aufgehängt sind. Dieselben legen sich durch ihr Eigengewicht gegen eine Gleitrolle F und erhalten durch die Pendelbewegung eine abwechselnde Auf- und Abbewegung. Ihre Länge ist so bemessen, daß sie mit ihrem keilförmig abgeschrägten untern Ende gegen entsprechend gebogene Verlängerungen der Klinken kk wirken, um diese auszulösen und gleichzeitig durch dieselben einen neuen Antrieb zu erhalten, welcher, auf das Pendel selbst übertragen, dieses in regelmäßiger Schwingung erhält. Die Entfernung der beiden Zapfen von der Schwingungsachse des Pendels ist so gewählt, daß die Bewegung der beiden Schienen ss eine wesentlich langsamere, bez. geringere als diejenige der Klinken kk ist, so daß diese die Schienen ss in ihrer Bewegung überholen und je nach ihrer größern oder geringern Geschwindigkeit früher oder später gegen die Schienen ss treffen und ausgelöst werden, infolgedessen auch den Schieber V jeweilig früher oder später fallen lassen (d. h. schließen), bez. eine kürzere oder längere Zeit geöffnet halten. Im Moment der Auslösung erfolgt die Bewegung der Schienen ss und der Knaggenhebel stets in gleicher Richtung. Ist die Geschwindigkeit der Maschine zu groß, so hebt sich die betreffende Klinke k schneller und wird frühzeitiger durch die betreffende Schiene s ausgelöst, so daß die Dampffüllung des Dampfcylinders geringer und infolgedessen der Gang der Maschine langsamer wirkt. Nimmt dagegen die Geschwindigkeit der Maschine ab, so verzögert sich in gleichem Verhältnis die Geschwindigkeit der Sperrklinken kk, so daß sie später ausgelöst werden, die Dampffüllung größer wird und die Maschine anfängt schneller zu laufen.
Eines Uhrwerks bedient sich Brettmann in Weißenfels bei seinem elektrisch-mechanischen R. Derselbe besteht im wesentlichen aus einem Stromschalter und einer Vorrichtung zur Übertragung der Wirkung eines elektrischen Stromes auf die Kraftmaschine. Der Stromschalter hat folgende Einrichtung: Von der Maschine aus wird mittels endloser Schraube ein Rad derart angetrieben, daß es sich bei normaler Geschwindigkeit der Maschine in jeder Minute einmal umdreht. Auf der Welle des Rades sitzt lose eine Hülse, welche von einem Uhrwerk mit konstanter Geschwindigkeit einmal in der Minute umgedreht wird. An der Radwelle und an der Hülse ist je ein Arm befestigt, welche sich mittels eines Röllchens berühren und zwar in der Weise, daß, wenn die Maschine mit normaler Geschwindigkeit läuft, also die beiden Arme gegeneinander keine Bewegung machen, ihre Berührstelle nicht leitend ist, daß dagegen, wenn die Maschine zu schnell oder zu langsam läuft, der von ihr bewegte Arm voreilt, bez. zurückbleibt, wobei die Berührungsstelle auf Metallplättchen verlegt und elektrische Ströme geschlossen werden, welche auf die Maschine in entsprechender Weise einwirken. So kann z. B. der Zutritt von Dampf zu Dampfmaschinen oder von Wasser bei Wasserrädern reguliert werden. Versieht man z. B. die Drehachse einer Drosselklappe oder die Achse eines Drehschiebers mit einem Schraubenrad, das im Eingriff steht mit einer von der Dampfmaschine zu treibenden Schraube ohne Ende, so kann man durch den Stromschalter geschlossene Ströme dazu benutzen, ein Wendegetriebe umzustellen, derart, daß die Schnecke nebst Schneckenrad stillsteht, wenn die Maschine die vorgeschriebene Umdrehungszahl hat, und daß sie rückwärts oder vorwärts rotiert und damit eine entsprechende Verstellung der Drosselklappe, bez. des Expansionsschiebers bewirkt, wenn die Maschine zu schnell oder zu langsam läuft. Man hat nur nötig, den Stellhebel des Wendegetriebes zwischen zwei Elektromagnete zu legen, durch die er nach links oder rechts gezogen wird, je nachdem ein Stromkreis durch den Stromschalter geschlossen wird. Bei unterbrochener Leitung, d. h. bei ordnungsmäßigem Gange, muß dann der Stellhebel seine Mittelstellung einnehmen, in welche er nach Unterbrechung des Stromes durch Abreißfedern zurückgeführt wird. Hat man einen starken elektrischen Strom zur Verfügung, wie bei elektrischen Beleuchtungsanlagen, so kann man die Drehung der Steuerungsschnecke unmittelbar durch einen kleinen Elektromotor bewirken, der sich je nach dem Stromkreis nach links oder rechts bewegt oder stillsteht, so daß dann der Stellhebel mit den Elektromagneten fortfällt. Wenn es nur darauf ankommt, die Überschreitung einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit zu verhüten, so kann man, statt auf den Dampfzutritt einzuwirken, auch eine Bremsung der Maschine veranlassen, indem man z. B. bei Lokomotiven mit Luftbremse eine Vorrichtung zum Einrücken dieser Bremse mit dem Ausschalter verbindet.
Jahres-Supplement 1891–1892 :
| Band 19 (1892), Seite 762–764 ||
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[762] Regulator. Ein neuer R. für Dampfmaschinen, von F. Bergmann in Neheim angegeben, soll selbstthätig die Dampfzuleitung nach dem Dampfcylinder hin unterbrechen, wenn der den R. antreibende Riemen reißt oder abfällt, so daß das Durchgehen der Dampfmaschine, welches etwa bei unbemerkt gebliebenem Stillstand des Regulators infolge einer Entlastung der Dampfmaschine eintreten könnte, dadurch unmöglich gemacht werden soll, daß die Maschine gänzlich zum Stillstehen gebracht wird. Dies macht eine besondere Einrichtung am R. erforderlich, welche die normale Wirkung des Regulators, das Dampfzutrittsorgan um so weiter zu öffnen, je langsamer der R. rotiert, und es bei stillstehendem R. ganz offen zu halten, aufhebt und umkehrt. Zu dem Zwecke ist der Regulatorständer, in welchem die Welle des Regulators und die mit der Riemenscheibe versehene Antriebswelle gelagert ist, nicht, wie üblich, fest an der Maschine angebracht, sondern gleichfalls drehbar und zwar so, daß seine Drehachse mit derjenigen der Regulatorwelle zusammenfällt. In dem Regulatorständer ist eine mit einem horizontalen Arm versehene Nabe in der Richtung der Achse verschiebbar, jedoch nicht drehbar gelagert. Diese Nabe ist mit der von den Schwungkugeln auf und nieder bewegten Hülse [763] drehbar verbunden, so daß sie alle senkrechten Bewegungen der Hülse mitmacht, ohne an ihrer Drehung teilzunehmen, während sie eine etwanige Drehung des Ständers mitzumachen gezwungen ist. Eine Feder oder ein Gewicht ist nun fortwährend bestrebt, den Ständer so zu drehen, daß der Betriebsriemen gespannt ist. Wenn daher der Riemen sich auf den Scheiben befindet, so arbeitet der R. wie ein gewöhnlicher mit feststehendem Ständer; die Nabe mit dem horizontalen Arm geht mit der Regulatorhülse auf und nieder und verstellt dabei mittels einer senkrecht geführten Stange das Drosselventil der Dampfmaschine. Diese Stange ist aber mit dem horizontalen Arm nicht ganz fest verbunden, sondern bis an einen Ansatz durch einen kreisförmig gebogenen Schlitz des Armes von untenher hindurchgesteckt, und wird von einer starken Feder mit dem Ansatz gegen den Arm gedrückt. Diese Feder hat also stets das Bestreben, die Stange aufwärts zu ziehen, d. h. das Drosselventil zu schließen, und wird daran nur durch den Ansatz der Stange gehindert, der für gewöhnlich nicht durch den Schlitz des Armes hindurchgehen kann. Fällt nun aber der Betriebsriemen des Regulators ab oder reißt er, so wird der Ständer der Wirkung der Spannungsfeder überlassen und dreht sich mitsamt dem Arm. Hierbei wird dessen Schlitz über dem Ansatz der Stange bis zu einer Erweiterung fortgeführt, welche weit genug ist, um den Ansatz nach oben hindurchtreten zu lassen. Dadurch wird die Stangenfeder frei, zieht die Stange aufwärts und schließt das Drosselventil.
Ein R. für Arbeitsdampfmaschinen mit veränderlicher Expansion ist von F. J. Weiß in Basel angegeben. Unter Arbeitsdampfmaschinen sollen hier im Gegensatze zu Transmissionsdampfmaschinen (welche eine Transmission mit stark wechselndem Widerstand, z. B. eine Transmissionswelle einer Fabrik mit wechselnd in verschiedener Anzahl und Stärke eingerückten Maschinen, zu betreiben hat) solche Dampfmaschinen verstanden werden, welche direkt auf Arbeitsmaschinen wirken, deren Widerstände bei allen Geschwindigkeiten gleichbleiben sollen, während die Geschwindigkeit, entsprechend dem jedesmaligen Leistungsbedarf, geändert werden muß (z. B. Pumpen, Gebläse, Kompressoren etc.). Während bei den bisherigen Regulatoren möglichst konstante Geschwindigkeit der von ihnen beherrschten Dampfmaschinen erstrebt wird (Geschwindigkeitsregulatoren), wie das bei Transmissionsdampfmaschinen angezeigt ist, soll in der Weißschen Konstruktion ein Leistungsregulator geschaffen werden, mittels dessen selbstthätig oder von Hand die Geschwindigkeit von Arbeitsdampfmaschinen, also auch die Leistung der mit letztern verbundenen Arbeitsmaschinen innerhalb weiter Grenzen verändert und beliebig eingestellt werden kann, und zwar ausschließlich durch Einwirkung des Regulators auf die Expansionsvorrichtung der Dampfmaschine ohne Zuhilfenahme des Drosselventils. Wenn eine Arbeitsmaschine, welche in jeder Umdrehung eine ganz bestimmte, gleichbleibende Nutzarbeit braucht, mit einer Expansionsdampfmaschine gekuppelt ist, so erfordert diese, unter der Voraussetzung, daß die Kesseldampfspannung konstant und jede Drosselung ausgeschlossen ist, stets ein und denselben Füllungsgrad (Weiß nennt ihn den „nötigen Füllungsgrad“), unabhängig davon, ob die Maschine schnell oder langsam geht, weil die beiden dem Dampfdruck entgegenarbeitenden Faktoren, der Widerstand der Arbeitsmaschine und der Reibungswiderstand der Dampfmaschine, dieselben bleiben. Eine Veränderung der Tourenzahl einer solchen Maschine durch Veränderung der Expansion ist ohne gleichzeitige Mitwirkung von Drosselung nicht möglich; erhält der Dampfcylinder eine größere Füllung, so geht die Maschine durch, erhält er eine kleinere Füllung, so bleibt die Maschine stehen. Die Einrichtung des Weißschen Regulators ist nun folgende (s. Abbildung): Ein statischer R. G (s. Bd. 13, S. 668) wirkt mittels seiner Muffe F, des Regulatorhebels FDC, der Stange CB und des Steuerhebels BA auf die Stellvorrichtung einer Expansionssteuerung ein. Der Regulatorhebel FDC, welcher die Bewegung der Muffe F auf die Stange CB überträgt, ist nun in zwei Hebel zerlegt, den Hebel FD mit einer Verlängerung DD1 nach hinten und den Hebel DC. Diese beiden Hebel sind jeder für sich auf der gemeinschaftlichen Achse D drehbar. Mittels der durch die Schraube S gespannten starken Feder E wird der hintere Teil DD1 des Hebels FDD1 gegen den Hebel DC gezogen; indem sich aber der Hebel CD gegen
* Weißscher Regulator.
die Schraube S stützt, wird die Annäherung des Hebels DC an Hebel DD1 begrenzt. Solange nun an der Stellung der Schraube S nichts geändert wird, wirkt die Hebelverbindung FDD1 u. DC wie ein starrer Hebel FDC und überträgt in der üblichen Weise die Bewegung der Schwungkugeln, bez. der Muffe F auf die Stange CB und damit auf das Steuerungsorgan. Die von dem R. beeinflußte Dampfmaschine mag beispielsweise einen Luftkompressor von konstantem mittlern Luftdruck treiben, dem ein ganz bestimmter Füllungsgrad (der nötige) des Dampfcylinders entspricht. Solange nun nichts geändert wird, hält der R. in gewöhnlicher Weise eine bestimmte Tourenzahl fest, so daß der Kompressor eine bestimmte Menge Preßluft von der gewünschten Spannung liefert. Wenn aber der Bedarf an Preßluft abnimmt, so soll der Maschinist mittels des vorliegenden Regulators den Gang der Maschine dem verminderten Leistungsbedarf entsprechend verlangsamen. Zu diesem Behuf hat er die Schraube S niederzudrehen. Hierbei bleiben die Schwungkugeln des Regulators vermöge ihrer Trägheit im ersten Moment noch in ihrer Lage, und nur der Hebel DC wird etwas herabgedrückt. Durch Vermittelung der Stange CD wird also auch der Steuerhebel BA herabgedrückt und wirkt auf die Expansionssteuerung so ein, daß die Füllung des Dampfcylinders verkleinert wird. Die Dampfmaschine arbeitet also nicht mehr mit der nötigen Füllung, läuft allmählich langsamer und würde bei längerer Dauer dieses Zustandes stehen bleiben. Dem wird aber durch den R. wie folgt vorgebeugt: Sobald nämlich die Maschine ihren Gang verlangsamt, sinken die Schwungkugeln des Regulators herab, drücken die Muffe F nieder, so daß mittels der Hebelverbindung FDC und der [764] Stange BC der Steuerhebel BA wieder auf größere Füllung zurückgestellt wird, und zwar so weit, bis der Dampfcylinder wieder seine nötige Füllung erhält, welche trotz der verminderten Tourenzahl die gleiche ist, wie sie vorhin bei größerer Tourenzahl war. Die Stellung des Steuerhebels BA, der Stange BC und des Hebels DC ist dann dieselbe wie vorhin, nur die Stellung der übrigen Teile des Regulators ist mit der veränderten Tourenzahl eine andre geworden. Es ist klar, daß das umgekehrte Drehen der Regulierschraube auch das Umgekehrte hervorbringt, nämlich eine Beschleunigung des Ganges der Maschine.
Bei vielen Arbeitsdampfmaschinen, z. B. Dampfkompressoren, Dampfgebläsen, ist es erwünscht, zur Innehaltung eines gleichen Widerstandes (also bei Kompressoren etc. des gleichen Luftdruckes) die Einstellung des Regulators nach der Leistung selbstthätig zu machen. Ein zum Betrieb von zwölf Bohrmaschinen bestimmter Dampfkompressor z. B. mache bei normalem Betrieb eine bestimmte normale Tourenzahl und liefere eine normale Preßluftmenge von gewissem normalen Druck. Werden nun sechs Bohrmaschinen abgestellt, so wird der Luftbedarf auf die Hälfte reduziert, und die Regulatorschraube S muß dieser verminderten Leistung entsprechend eingestellt werden. Wird dies versäumt, so nimmt die Spannung der Preßluft, weil mehr Luft eingepumpt als verbraucht wird, sogleich zu. Diese Spannungszunahme wird nun zur Einstellung des Regulators benutzt. Zu dem Ende wird statt der Schraube S ein in einem Cylinder beweglicher Kolben zwischen den Hebelarmen DD1 und CD eingeschaltet. Der Cylinderraum ist durch ein Röhrchen mit dem Kompressor derart verbunden, daß, sobald die Normalspannung im Kompressor überschritten wird, der Kolben den Druck der Feder E überwindet und den Hebel DC in gleicher Weise herabdrückt, wie das sonst durch den Maschinenwärter mittels der Schraube S vorgenommen werden muß. Außerdem ist noch eine Regulierschraube zur Einstellung des Regulators von Hand angebracht. Vgl. auch Gaskraftmaschine.